UF0118 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL EN PLANTA QUÍMICA

UNIDAD FORMATIVA 1. INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL EN PLANTA QUÍMICA

UNIDAD DIDÁCTICA 1. INSTRUMENTACIÓN.

1. Generalidades:
2. – Terminología usual en instrumentación y control: Rango o campo de medida, sensibilidad, error, tolerancia, exactitud, precisión (accuracy), fiabilidad, repetibilidad, linealidad, otros términos.
3. – Parámetros más frecuentes de control en industria química: Concepto, unidades, conversión.
4. – Simbología de instrumentos y lazos: normas y estándares (ISA, IEEE, y otros).
5. Clasificación de los instrumentos:
6. – Instrumentos por Función: Elementos primarios. Transmisores. Indicadores locales. Interruptores. Convertidores. Elementos finales de control.
7. – Instrumentos por Variable de Proceso.

UNIDAD DIDÁCTICA 2. MANTENIMIENTO, CALIBRACIÓN Y VALIDACIÓN DE LOS INSTRUMENTOS DE LA VARIABLE “PRESIÓN”.

1. Instrumentos de medida de la variable Presión: Unidades. Características constructivas. Fundamento físico de la medida. Ventajas. Inconvenientes. Características de mantenimiento, calibración y validación.
2. – Medida y concepto de; presión relativa o manométrica, presión absoluta, presión diferencial.
3. – Indicadores locales de presión: tipo bourdon, tipo diafragma, tipo fuelle.
4. – Interruptores de presión o presostatos: Descripción, clases, funciones.
5. – Transmisores de presión: Capacitivos. Resistivos. Piezoeléctricos. Piezoresistivos o “Strain Gage”.De Equilibrio de Fuerza.De medida de vacío: fuelle y diafragma, transductores térmicos, transductores de ionizacion.

UNIDAD DIDÁCTICA 3. MANTENIMIENTO, CALIBRACIÓN Y VALIDACIÓN DE LOS INSTRUMENTOS DE LA VARIABLE “CAUDAL”.

1. Instrumentos de medida de la variable Caudal:
2.  Unidades. Características constructivas. Fundamento físico de la medida.
3. Ventajas. Inconvenientes. Características de mantenimiento, calibración y validación del instrumento.
4. – Medidores de presión diferencial: Tubos Venturi. Toberas. Tubos Pitot. Placas de orificio. Tubos Annubar.
5. – Medidores área variable: Rotametros.
6. – Medidores de velocidad: Turbinas. Ultrasonidos.
7. – Medidores de fuerza: Medidor de placa.
8. – Medidores de tensión inducida: Magnéticos.
9. – Medidores de desplazamiento positivo:Medidor de disco oscilante.Medidor de pistón oscilante.Medidor rotativo.
10. – Medidores de caudal másico:Medidores térmicos de caudal.Medidores efecto Coriolis.

UNIDAD DIDÁCTICA 4. MANTENIMIENTO, CALIBRACIÓN Y VALIDACIÓN DE LOS INSTRUMENTOS DE LA VARIABLE “NIVEL”.

1. Instrumentos de medida de la variable Nivel:
2. – Unidades. Características constructivas. Fundamento físico de la medida. Ventajas. Inconvenientes. Características de mantenimiento, calibración y validación.
3. – Indicadores de nivel de vidrio, magnéticos, con manómetro, de nivel de cinta, regleta o flotador/cuerda.
4. – Interruptores de nivel por flotador, por láminas vibrantes, por desplazador.
5. – Transmisores de nivel por servomotor, por “burbujeo”, por presión hidrostática y diferencial, conductivos, capacitivos, ultrasónicos, por radar, radioactivos.

UNIDAD DIDÁCTICA 5. MANTENIMIENTO, CALIBRACIÓN Y VALIDACIÓN DE LOS INSTRUMENTOS DE LA VARIABLE “TEMPERATURA”.

1. Instrumentos de medida de la variable Temperatura:
2. – Unidades. Características constructivas. Fundamento físico de la medida. Ventajas. Inconvenientes. Características de mantenimiento, calibración y validación.
3. – Indicadores locales de Temperatura (termómetros).Termómetros de vidrio. Termómetros bimetálicos. Termómetro de bulbo y capilar.
4. – Termopares.
5. – Termoresistencias.
6. – Termistores.
7. – Pirometros de radiación: Ópticos y de radiación total.
8. – Interruptores de Temperatura o Termostatos.

UNIDAD DIDÁCTICA 6. ELEMENTOS CONVERTIDORES.

1. Elementos convertidores.
2. – Definición de transmisor y transductor.
3. – Tipos de transmisores y transductores. Analógicos. Digitales.
4. – Problemática general de la transmisión. Principios básicos de operación.
5. – Características técnicas. Hoja de especificaciones e instalación.
6. – Criterios de selección y especificaciones técnicas. Normas ISA, ANSI, API.
7. – Calibración. Conservación y mantenimiento.
8. Elementos finales de control
9. – Válvulas de control. Introducción.
10. * Generalidades.
11. * Tipos de válvulas: globo, tres vias, bola o rotatoria, mariposa, sauders.
12. * Descripción mecánica de Válvulas de control. Partes: Cuerpo, asiento, obturador, (tipos de hermeticidad), empaquetaduras, actuadores. Accesorios: Conversor I/P, finales de carrera, indicadores de posición, posicionadores, posicionadores inteligentes. Características técnicas. Hoja de especificaciones e instalación.
13. * Calibración. Conservación y mantenimiento.
14. – Otros como: Actuadores. Dampers, Motores. Servomotores. Relés de estado sólido. Variadores de frecuencia. Contactores. Cilindros neumáticos. Otros.
15. – Situaciones que afectan la selección y el funcionamiento de las válvulas de control: Cavitación. Flasheo. Flujo critico en gases. Ruido. Descripción de los fenómenos. Problemas que acarrean. Formas de disminuir y/o evitar los daños. Normas de aplicación. Selección de la válvula más adecuada.
16. Parámetros más frecuentes de control de sistemas eléctricos en industria química.
17. – Parámetros de medida e instrumentos: voltaje, intensidad, potencia, ángulo de fase y otros.
18. – Centros de control de motores: protecciones, indicadores, armarios de maniobra.

UNIDAD DIDÁCTICA 7. ANÁLISIS ON-LINE.

1. Analizadores en planta química. Análisis on-line:
2. – Variables físicas: peso, velocidad, densidad, humedad y punto de rocío,viscosidad, llama, oxigeno disuelto, turbidez.
3. – Variables químicas: Conductividad, pH.
4. – Sistemas de toma de muestras. Casetas de analizadores. Tipos de análisis on-line más frecuentes: calibración y contraste.

UNIDAD DIDÁCTICA 8. CONTROL: REGULACIÓN AUTOMÁTICA.

1. Introducción. Características del proceso.
2. Sistemas de control electrónicos:
3. – Conceptos, descripción básica y definiciones de automatización:
4. * El Proceso: proceso continuo, proceso discontinuo. Elementos del lazo de control; sensor o elemento primario, transmisor, variable de proceso, punto de consigna, señal de salida, elemento final de control, variable controlado, variable manipulada.
5. * El Controlador.
6. * Descripción mediante ejemplo del lazo de control. Lazo abierto y lazo cerrado.
7. – Lazos de control básico. Concepto. Descripción mediante ejemplo.
8. * Control manual. Control automático.
9. * Lazo abierto y lazo cerrado (feedback).
10. * Control de 2 posiciones.
11. * Control todo/nada (on/off).
12. * Control proporcional, integral, derivativo. Control PID.
13. * Otros tipos de control: de relación, en cascada, de adelanto, programadores.
14. Análisis comportamiento dinámico de los controladores: Acción proporcional. Acción proporcional+integral. Acción proporcional+integral+derivada.
15. Iniciación a la optimización del proceso.
16. – Análisis experimental del comportamiento del proceso.
17. – Dinámica del proceso: respuesta según variables; clases de procesos; resistencia; capacitancía, tiempo muerto y retraso.
18. – Estabilidad.

UNIDAD DIDÁCTICA 9. CALIBRACIÓN DE INSTRUMENTOS Y CONTROL DE PLANTA.

1. – Errores de los instrumentos. Procedimiento general de calibración.
2. * Calibración de instrumentos de presion, nivel y caudal.
3. * Calibración de instrumentos de temperatura.
4. * Calibración de válvulas de control.
5. Sistemas electrónicos de control (analógicos) en industria química.
6. – Sistemas neumáticos: evolución histórica.
7. – Sistemas electrónicos: descripción, componentes, cableado. Elementos de control.
8. – Sistemas de Control Distribuido: descripción, componentes, cableado. Elementos de control.
9. Control y seguimiento de la operación de la planta.
10. – Vigilancia y control de la condiciones de operación. Actuaciones en caso de desviación.
11. – Control y gestión de las incidencias y anomalías de la operación de la planta.
12. – Cuadro y/o listado de alarmas. Protocolos de actuación. Registro histórico de alarmas.
13. – Control y gestión de la producción.
14. – Control y gestión de las incidencias y anomalías de instrumentos y servicios.
15. – Control y gestión de vertido de residuos (líquidos y gases) a recipientes en el interior de la planta.
16. – Control y gestión de los residuos (líquidos y gases) vertidos al exterior.
17. – Libro de Operación de la planta. Contenido. Importancia.
18. Control básico de columnas de destilación, de reactores, de hornos, de calderas de vapor en industria química.
19. – Variables de control en columnas de destilación. Lazos típicos de control para columnas de destilación. Desviaciones usuales: inundación, sub y sobre fraccionamiento, otras.
20. – Variables de control en reactores. Lazos típicos: Proceso discontinuo, proceso continuo. Desviaciones usuales: sobrereacción, disparos, otras.
21. – Variables de control en Hornos: Aire y Combustión. Control del combustible, aire, tiro y humos. Seguridad en los hornos: Choque de llamas, tiro,explosiones. Sistema de disparo y alarmas. Método general de ajuste de hornos.
22. – Control básico de calderas de vapor en industria química: Aire y combustión. Control del combustible, aire, tiro y humos. Seguridad en calderas: Choque de llamas, tiro, sistema de disparo y alarmas, método general de ajuste de calderas, explosiones, sobrecalentamiento. Método general de ajuste de calderas.
23. – Control básico de instalaciones de producción eléctrica (cogeneradores) en industria química: Control de la combustión. Control de la turbina de gas. Control del generador.

UNIDAD DIDÁCTICA 10. SISTEMAS DE ALARMA Y VIGILANCIA EN INDUSTRIA QUÍMICA.

1. Sistemas de alarma independientes del sistema de control.
2. Procedimientos y protocolos en el sistema de alarmas.
3. Sistemas de vigilancia: circuitos de TV.
4. Sistemas de comunicación vía radio. Interfonos y megafonía.
5. Plan de mantenimiento de los elementos de instrumentación y control de la planta: Control y archivo de incidencias. Protocolos de actuación según incidencias. Mantenimiento preventivo. Procedimientos de mantenimiento correctivo. Archivos de vida de las maquinas principales.